腫瘤細胞在機體內除在細胞表面上表達PD-L1來逃避免疫細胞的追捕外，還將分泌表面大量表達PD-L1的外泌體，位于細胞內的PD-L1也將不斷循環(huán)定位至細胞表面對細胞膜上的PD-L1受體進行更新補充。PD-L1像是為腫瘤細胞量身定制了一件能夠實現(xiàn)免疫逃逸的隱形衣，而清楚的了解這些機理機制將更有助于腫瘤免疫治療的不斷改造及優(yōu)化。
腫瘤細胞上的PD-1與腫瘤細胞上的PD-L1之間的相互作用抑制抗原特異性CD8 + T細胞的活化，擴增和效應功能，并幫助癌細胞逃避免疫破壞。 PD-L1的表達響應于炎性細胞因子（例如腫瘤微環(huán)境內免疫細胞分泌的干擾素-γ（IFNγ））或腫瘤細胞的內在驅動機制。
目前全球共上市了五款針對PD-(L)1的抗體藥物，免疫檢查點抑制劑的應用開創(chuàng)了腫瘤治療的新時代。與小分子化藥及其它抗體藥物相比，免疫檢查點抑制劑在多達多種適應癥中展現(xiàn)了驚人的療效。然而免疫檢查點阻斷療法也同樣面臨著問題與挑戰(zhàn)，PD-1抑制劑在未經(jīng)選擇的實體瘤患者中，有效率僅為10%~30%，且起初具有較佳治療效果的患者，隨著藥物的長期使用也可能產(chǎn)生耐藥。
現(xiàn)有的抗體藥物能夠結合并阻斷腫瘤細胞表面的PD-L1，但是近期研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的PD-L1還存在于細胞內的循環(huán)內體、高爾基體、外囊泡（包括外泌體、膜微粒及微囊泡等）上：①癌細胞內的PD-L1具備促癌的功能，還會對細胞表面失活的PD-L1進行補充和更新，這可能是抗體藥物失效的原因之一；②癌細胞會產(chǎn)生攜帶抑制T細胞活性的PD-L1的外泌體，這種外泌體從腫瘤組織中直接擴散傳播至全身各處，對人體的免疫系統(tǒng)進行全面的打擊和壓制。
1、可對細胞膜表面PD-L1進行補充更新的內源型PD-L1
2017年上海交大醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院許杰課題組在《Nature》上發(fā)表的一篇論文提到CMTM6能夠促進PD-L1在細胞體內的循環(huán)而定位到細胞膜上、間接地抑制PD-L1的溶酶體降解[1]，從而癌細胞內的PD-L1不斷循環(huán)定位至細胞表面使得抗體藥物只具有有限的治療效果。
圖1 CMTM6與內吞的PD-L1結合后將使其原本
被溶酶體降解的狀態(tài)解除而保持在細胞表面表達的狀態(tài)
隨后許杰實驗室又在《NatureChemical Biology》雜志上發(fā)表了題為“HIP1R targets PD-L1 tolysosomal degradation to alter T cell–mediated cytotoxicity“的研究論文[2]，發(fā)現(xiàn)了腫瘤免疫治療靶標PD-L1的溶酶體降解機制并設計了新的靶向分子PD-LYSO，該靶向藥能夠促進內源型的PD-L1在循環(huán)中被溶酶體降解，從而間接減少細胞膜上的PD-L1從而抑制腫瘤細胞進行免疫逃逸。
PD-LYSO的設計原理主要基于HIP1R羧基端的兩段保守序列：
（1）與PD-L1結合的區(qū)域：位于HIP1R第796至814位間的氨基酸序列。PD-L1高表達的腫瘤中HIP1R基因常常發(fā)生拷貝數(shù)丟失，這提示HIP1R基因可能不利于PD-L1的高表達，因而腫瘤細胞可能通過演進刪除了HIP1R基因。許杰課題組對此進行了一系列的驗證和研究，他們發(fā)現(xiàn)HIP1R對PD-L1的表達具有明顯的負調控作用，而且該負調控作用依賴于溶酶體降解功能。
（2）溶酶體分選序列：位于HIP1R第966至979位間的氨基酸序列。這條具備“LL或LI”氨基酸序列的溶酶體分選序列負責把PD-L1定向轉運進入溶酶體。該論文中描述到HIP1R通過與AP復合物結合將PD-L1運送到溶酶體表面，并依賴ESCRT復合物使PD-L1進入多囊體（MVB）和溶酶體中進行降解。
圖2 PD-LYSO可促進PD-L1的溶酶體降解，并激活T細胞對腫瘤細胞的殺傷
2、腫瘤微環(huán)境下包圍著實體瘤并可擴散至全身的外泌型PD-L1
就當前用藥試驗結果來看，抗PD-1和抗PD-L1的抗體藥物在膠質母細胞瘤的治療效果并不佳。然而在顱腦腫瘤中， 40%到50%都為腦膠質瘤，而在腦膠質瘤中，有一種約占總體病例五分之二的分型腫瘤為星形細胞瘤。在星形細胞瘤中有一種最為常見且臭名昭著的細胞瘤類型——膠質母細胞瘤。這種腫瘤的特點是發(fā)病快，致死率高。在腫瘤免疫治療過程中，膠質母細胞瘤可謂是“油鹽不進”的頑疾。
2018年3月發(fā)表于《Science Advances》上的一篇文章揭示了膠質母細胞瘤逃避免疫系統(tǒng)追殺的新模式[3]，也首次發(fā)現(xiàn)了腫瘤以釋放外囊泡（EVs）的形式來影響免疫系統(tǒng)。研究者們發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞可以將外囊泡分泌出去，且在外囊泡中發(fā)現(xiàn)了可以表達PD-L1的DNA和RNA。通過與7位健康人的血液樣本對比，在14位膠質母細胞瘤患者的血液中均檢測到了大量可表達PD-L1蛋白的DNA，并且該DNA的含量與腫瘤細胞大小存在正相關關系。
圖3 PD-L1 DNA量與膠質母細胞瘤體積存在正相關關系
以默沙東的Pembrolizumab單抗為例，在黑色素瘤中的有效率僅有33%。據(jù)2018年8月發(fā)表于《Nature》雜志題為“Exosomal PD-L1 contributes toimmunosuppression
andis associated with anti-PD-1 response“文獻報導[4]，癌細胞將大量分泌出表面帶有T細胞抑制活性的PD-L1蛋白的外泌體。這種外泌體就像是癌細胞釋放出的可遠程戰(zhàn)斗的無人機，使得癌細胞可以穩(wěn)坐在具有正常免疫功能的機體中而不被免疫細胞殲滅。
圖4 膠質母細胞瘤分泌的外泌體表面有大量PD-L1表達
PD-L1的外泌體抑制了CD8+T細胞的增殖，并減弱了它分泌細胞因子和殺傷腫瘤細胞的能力。這也就意味著PD-L1外泌體將抑制人體全身的抗腫瘤免疫反應，使得患者的臨床結果較差。
3、結 論
無論是內源型PD-L1還是外泌型PD-L1都像是為腫瘤細胞在免疫細胞的監(jiān)督下實現(xiàn)“隱形”而源源不斷提供補給的資源庫。在未來腫瘤免疫治療發(fā)展的道路上，阻斷內源型PD-L1的循環(huán)定位及幫助T細胞順利通過層層包圍在腫瘤細胞外的外泌型PD-L1將是提高實體瘤療效的關鍵突破口。
參考文獻：
[1]BurrM L , Sparbier C E , Chan Y C , et al. CMTM6 maintains the expression of PD-L1and regulates anti-tumour immunity.[J]. Nature, 2017, 549(7670):101.
[2]HIP1Rtargets PD-L1 to lysosomal degradation to alter T cell–mediated cytotoxicity.
[3]RicklefsF L , Alayo Q , Krenzlin H , et al. Immune evasion mediated by PD-L1 onglioblastoma-derived extracellular vesicles[J]. Sci Adv, 2018, 4(3):eaar2766.
[4]ChenG , Huang A C , Zhang W , et al. Exosomal PD-L1 contributes toimmunosuppression and is associated with anti-PD-1 response[J]. Nature.
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